Evrenin En Soğuk Yıldızı Kahverengi Cüce

kahverengi_cuce-jupiter-gaz_devi-yildiz-gunesAstronomların uzayda keşfettiği yeni kahverengi cüce sadece 97 derecelik sıcaklığıyla Evren’deki en soğuk başarısız yıldızlar arasında yer alıyor. Jüpiter’den 70-80 kat kütleli olan kahverengi cüceler yine de hafif kaldıkları için çekirdeğinde nükleer füzyon başlatıp alev alamıyor ve ölü güneşler olarak doğuyor.

Soğuk yıldız olur mu?

Kahverengi cüce ise olur. Evren’in en soluk yıldızları (aslında başarısız yıldızları) olarak tanımlanan kahverengi cüceler arasında yüzey sıcaklığı kutuplar kadar soğuk olan yıldızlar bulunuyor. Ancak, bunun nasıl olduğunu anlamak için önce yıldızlar ile Jüpiter gibi gaz devleri arasındaki ilişkiyi incelememiz gerekiyor.

Jüpiter 4,6 milyar yıl önce Güneş Sistemi oluştuğu zaman Dünya’dan sadece 3-4 kat ağır olan bir kaya parçasıydı, gezegen irisi bir süper dünyaydı. Ancak, kütlesi Güneş rüzgarının etkisini yitirdiği mesafelerde çevresine yeteri miktarda gaz çekmesini sağladı. Böylece gittikçe ağırlaşarak ve kalınlaşarak dev bir gaz topu haline geldi.

Bilim insanları Jüpiter’in kayalık bir çekirdeği olup olmadığını anlamak için Juno uzay sondasını yolladılar. Juno bu yaz Jüpiter çevresinde yörüngeye girdi ve kutupların üzerinde tur atarak gezegenin içyapısını araştırmaya başladı.

Nitekim bazı gezegenbilimciler Jüpiter’in kayalık çekirdeğinin gaz devinin ağırlığı altında ezilerek çoktan ufalandığı ve yok olduğunu düşünüyor. Buna göre Jüpiteri dev bir gaz topu olarak betimleyebiliriz.

İlgili yazı: Juno Jüpiter’e Ulaştı: 10 resimde Juno seferi

brown_dwarf_by_justv23-d7l4rpl

 

Ya daha ağır olsaydı?

Jüpiter’den 13 ila 80 kat ağır olan süper gaz devlerine kahverengi cüce diyoruz ve  gezegenle yıldız arasında geçiş oluşturan bu cisimleri başarısız yıldız olarak sınıflandırıyoruz. Peki neden süper gaz devi olarak adlandırmıyoruz?

Bunun sebebi 13 Jüpiter kütlesinden ağır olan, özellikle de ağırlığı 65 Jüpiter kütlesine eşit olan kahverengi cücelerin 3 milyon derece sıcaklıktaki çekirdeklerinde döteryum füzyonu başlatması ve lityum yakması.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

kahverengi_cüce-jüpiter-gaz_devi-yıldız-güneş

 

Kahverengi cüce nedir?

Jüpiter’in tersine, kahverengi cüceler çekirdeklerinde nükleer reaksiyon başlattıkları için başarısız yıldız sınıfına giriyor ve bu sebeple ölü doğan yıldız olarak nitelendiriliyorlar; çünkü normal hidrojeni yüksek ısı ve basınç altında döteryuma (iki nötronlu hidrojen çekirdeği) dönüştürmek yıldız olmaya yeterli değil.

Döteryum füzyonu ve lityum yakıtı kahverengi cücelerin gerçek bir yıldız gibi alev almasını sağlamıyor. Zaten birçok kahverengi cüce sürekli döteryum füzyonu da yapmıyor. Çekirdekleri ara sıra buji gibi kıvılcımlar saçsa da düzenli nükleer reaksiyonlar başlatmıyor.

İlgili yazı: Jüpiter atmosferinde hayat var mı?

kahverengi_cüce-jüpiter-gaz_devi-yıldız-güneş

Merkezinde güneş yerine kahverengi cüce olduğu için “hiç doğmamış” yıldız sistemleri.

 

Kaynar sudan soğuk yıldız

Astronomlar son olarak Dünya’dan 75 ışık yılı uzakta olan; yani lazer yelkeni ile 375 yılda erişebileceğimiz kadar uzakta yer alan yeni bir kahverengi cüce keşfettiler. Üstelik ölü doğan bu başarısız yıldız kaynar suyla yapılmış filtre kahveden bile daha soğuk: Yüzey sıcaklığı yalnızca 97 derece.

Dev Jüpiter mi?

Kahverengi cüceler Jüpiter’den 80 kata kadar ağır olmalarına rağmen, güneş sistemimizin en büyük gezegeninden sadece yüzde 30 büyükler. Kahverengi cücelerin özünde dev gaz topları, yani küre şekilli dev uzay bulutları olduğuna dikkat edelim.

Dolayısıyla Jüpiter’den 80 kat ağır bir kahverengi cüce ondan 80 kat büyük olmuyor; çünkü kendi ağırlığı altında ezilip sıkışarak küçülüyor. Örneğin, yeni keşfedilen kahverengi cücenin (CFBDSIR 1458 10b) yüzey sıcaklığı sadece 97 derece; ama çekirdek sıcaklığı birkaç milyon dereceyle sınırlı kalıyor. Bu noktada Güneş’in 15 milyon derece sıcaklıkta nükleer füzyon başlattığını hatırlayabiliriz.

Hawaii Üniversitesi’nden gökbilimci Michael Liu konuyla ilgili açıklamasında şunları söylüyor: “Son yıllarda en soğuk başarısız yıldızları bulmak için çıtayı gittikçe alçalttık. Ancak bu son keşifle kendimizi aştık. Bundan önce bilinen en soğuk başarısız yıldız 150 derece sıcaklıktaydı. Yeni makalemizi1 Astrofizik Dergisi’nin gelecek sayısında yayınlayacağız.”

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

kahverengi_cüce-jüpiter-gaz_devi-yıldız-güneş

Büyütmek için tıklayın.

 

Sulu bir atmosferi var

Kahverengi cücelerin kütlesi Jüpiter’in 80 katına ulaşabilir; ama WISE 0855 adlı en soğuk kahverengi cüce adayımızın Jüpiter’den yalnızca 6 ila 15 kat kütleli olduğunu tahmin ediyoruz. Üstelik yoldaşı olan diğer kahverengi cüceyle birlikte ikili yıldız sistemi oluşturuyor.

Evren’deki en yaygın yıldız sistemlerinin ikili yıldız sistemleri olduğunu biliyoruz. Ancak anlaşılan bu kahverengi cüce ikizleri bir değil, iki kez başarısız olmuşlar ve ikisini birleştirmek mümkün olsaydı belki de gerçek bir kırmızı cüce yıldıza dönüşeceklerdi (bu nedenle teknik olarak gezegenden çok yıldızlara yakın kabul ediliyorlar)

İlgili yazı: Güneşi Kaplayan Dev Kara Delik

kahverengi_cüce-jüpiter-gaz_devi-yıldız-güneş

Erimiş demir yağmuru.

 

Ya kutuplar kadar soğuk olanı?

Yazımızın başında bir kahverengi cücenin kuzey kutbu kadar soğuk olduğunu söyledik. Gerçekten de bu arkadaşın sıcaklığı matematik modellerine göre -48 ila -13 derece arasında değişiyor. Çok soluk olduğu için sıcaklığını doğrudan ölçemediğimizden bilgisayar simülasyonu yapıyoruz.

Yalnız bir sorun var: Dünya’dan sadece 7,5 ışık yılı uzakta olan WISE 0855’in gerçek bir kahverengi cüce olduğundan emin değiliz. Bazı astrofizikçiler bu cismi süper Jüpiter olarak niteliyor ve kahverengi cüce sınıfına sokmuyor. Liu’nun açıklamalarını bu açıdan değerlendirmek gerekiyor.

İlgili yazı: Güneş Yaşlanıyor: Güneş Lekeleri Kayboluyor

kahverengi_cüce-jüpiter-gaz_devi-yıldız-güneş

Demirdöküm atölyesi gibi.

 

En sıcak kahverengi cüceler

Evren’in en soğuk yıldızlarını bulmak kadar uzaydaki en sıcak ölü yıldızları bulmak da ilginç; ama biz işe sıcak Jüpiterler ile başlayalım:

Uzaydaki gaz devlerinin büyük kısmı Güneş’e çok yakın mesafede yer alıyor. Bu nedenle yüzey sıcaklıkları 2700 dereceye erişebiliyor. Öyle ki bazı sıcak Jüpiterler Evren’deki en kütleli kahverengi cücelerden bile daha sıcak oluyor (2600 derece).

Ancak -48 derecelik süper soğuk kahverengi cüce veya bazılarına göre süper gaz devinin rutubetli bir atmosferi olduğunu söyledik. Kahverengi cüceler de özünde gaz devi olduğu için atmosferlerinde yağmur gibi hava olaylarının görülmesi gerekiyor.

İlgili yazı: Başka Gezegenlerin Gözüyle Güneş

kahverengi_cüce-jüpiter-gaz_devi-yıldız-güneş

 

Demir yağmuru

Venüs gezegeninin kalın atmosferinde sülfürik asit yağmurları görülüyor. NASA’nın ısıyı gören kızılötesi Spitzer uzay teleskopunun keşfettiği kahverengi cüce ise belki de astronomik ölçüde yeni oluştuğu için o kadar sıcak ki atmosferinin üst katmanlarında erimiş demir yağmuru yağıyor.

Satürn’ün süper soğuk uydusu Titan’da metan gazı sıvılaşarak yağmur damlaları oluşturuyor ve bu da çok ilginç bir olay; ama şimdi atmosferinde erimiş demir damlaları olan sıcak bir kahverengi cüceden söz ediyoruz. Bu damlalar derinlere ulaşınca ısınıp buharlaşarak demir bulutları halinde göğe yükseliyor!

Öyleyse sözlerimizi ölü doğan yıldızlara neden kahverengi cüce dediğimizi açıklayarak bitirebiliriz: Kahverengi cüceler pek de kahverengi sayılmazlar. Yeni oluşan kahverengi cüceler çok sıcak oldukları için elektrik sobası gibi kırmızı renkte parlıyor. Zamanla soğuyan kahverengi cüceler ise resmen morarıyor. 🙂

Ancak kırmızı cüce terimi zaten kullanımda olduğundan, ölü doğan yıldızları sınıflandırmak için kahverengi cüce ismi tercih ediliyor. Bu yazının devamında size neredeyse yıldız kadar sıcak olan kızgın Jüpiterleri anlatacağım; ama önce hayatın kökeni yazımız gelecek. Bizi izlemeye devam edin!


1Astrophysical Journal

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir


*